Dilemme de la taille des aires protégées

Divers arguments soutiennent la nécessité d’utiliser une grande aire protégée (ou Single Large), plutôt que plusieurs petites, et ceci afin d'optimiser les efforts de conservation.

Des observations empiriques vont dans le sens de cette hypothèse, comme lors de la création du Parc national du Yellowstone, aux États-Unis. En effet certaines espèces sont exigeantes en termes d’espace vital, et demandent donc de grandes surfaces pour maintenir leur population de manière pérenne^[2].

L’augmentation de la surface d’une aire permet de réduire le taux d'extinction d’une espèce ${\displaystyle E}$ sur une aire donnée ${\displaystyle _{i}}$, avec :$${\displaystyle E_{i}={e \over A_{i}^{\zeta _{\mathrm {ex} }}}}$$Où ${\displaystyle e}$ correspond au paramètre du taux d'extinction spécifique de l'espèce ; ${\displaystyle A_{i}}$ la surface de l’aire protégée ; ${\displaystyle \zeta _{ex}}$ décrit comment la surface de l’aire affecte le risque d'extinction (avec ${\displaystyle \zeta _{ex}\geqslant 0}$)^[4]. Plus l'aire protégée à une surface importante, plus le taux d'extinction d’une espèce sur la zone étudiée sera faible.

Selon la théorie de l'île, en biogéographie^[1], une unique grande aire devrait contenir plus d’espèces par rapport à plusieurs petites aires, pour une surface totale équivalente. En effet, plus un patch est grand et isolé plus le nombre d'espèces, auquel un équilibre sera atteint, est grand^[5]. Pour poursuivre, la stochasticité démographique est plus importante dans les petites aires que dans les grandes^[1] en raison du nombre d’individus présents dans chaque aire. Ainsi, au sein d’une grande aire, les extinctions liées aux effets stochastiques sont réduites. Ce principe provient directement de la théorie de la biogéographie insulaire, ici, une île peut être comparée à une aire protégée, isolée au sein d’une matrice hostile. Plus une île est éloignée du continent ou d’autres îles, plus les flux migratoires sont réduits. Sa surface doit donc être plus importante pour maintenir une stochasticité démographique faible^[1]. Par ailleurs, les îles les plus distantes présentent généralement une richesse spécifique plus faible que celles rapprochées, formant ainsi un système imbriqué où l’île la plus riche est souvent la plus grande et la plus isolée^[6].

De nombreux travaux justifient les avantages d’une construction de réserve sur principe de plusieurs petites aires protégées (ou Several Small) pour la conservation. Il est montré que 81% des études empiriques sur le sujet concluent que plusieurs petits patchs contiennent plus d’espèces qu’une seule grande réserve^[7].

Pour une quantité donnée d’habitats, plus de petits patchs protègent plus d’espèces qu’un petit nombre de grands patchs^[8]. Le fait de maintenir un plus grand nombre de petites aires maintient donc une plus haute diversité gamma(${\displaystyle \gamma }$) qu’un petit nombre de grandes aires^[8].

En partant de l’exemple des îles, on observe que les espèces des petites îles sont souvent sauvées de l’extinction grâce à la recolonisation rapide des îles voisines. C'est ce que l’on appelle les effets de sauvetage^[6]. Ces effets sont notamment dus à la dispersion des espèces, qui est plus importante dans les petites îles. Les populations de ces sites arrivent plus rapidement à saturation^[6]. Les ressources et la compétition limitent le nombre d'individus présents par parcelles (ou îles). Lorsque la limite est atteinte, des individus vont disperser aux alentours afin de trouver de nouvelles parcelles viables pouvant les accueillir. Cependant il faut noter que le succès de colonisation d’une nouvelle parcelle dépend de l’hostilité de la matrice entre les parcelles. Lorsque des infrastructures telles que les routes coupent des corridors écologiques, les parcelles sont plus isolées entre elles, même si celles-ci sont proches. Il est donc important de protéger également les zones de connectivité dans les habitats anthropisés. La connectivité entre les petites aires est donc très importante, elle permet de réduire l’isolement local et donc le risque d’extinction local dû au effets stochastiques.

Les espèces présentes dans plusieurs petites aires ont plus de probabilité de surpasser un événement catastrophique (stochasticité environnementale extrême) et donc de persister, car chaque population subit indépendamment l'événement et pourra coloniser les autres parcelles par la suite^[4].

Par ailleurs, les petits patchs réduisent la compétition inter- et intra-spécifique, les espèces les plus compétitrices ont généralement de moins bonnes facultés de dispersion favorisant ainsi la coexistence avec les espèces qui sont de moins bonnes compétitrices^[9]. On observe dans ces situations d’hétérogénéité une augmentation de la complémentation paysagère, qui concerne des espèces ayant besoin de plusieurs habitats différents pour leur cycle de vie^[10]. Plus il y a de petits patchs plus ces derniers sont susceptibles de couvrir un maximum d’hétérogénéité de l’environnement^[8]. Cela permet également d’offrir plus de refuges pour les proies et d’équilibrer les dynamiques proies/prédateurs.